專題8機器人操作專題8機器人操作課程名稱信息技術（拓展模塊）課程性質公共基礎課專題學時使用教材隨著科技的發(fā)展，機器人在各行各業(yè)中的應用越來越廣泛，機器人的應用也從工業(yè)制造領域逐漸拓展到教育娛樂、醫(yī)療康復、安防救災、政務服務、商業(yè)等諸多領域，已成為當今社會不可或缺的人類助手。近年來，國內科研機構和企業(yè)加大了機器人的研發(fā)投入，在硬件基礎與技術水平上取得了顯著提升，但缺少現(xiàn)場調試、維護、操作與運行管理等應用型人才。本專題鼓勵學校利用現(xiàn)有設備，訓練學生能夠簡單操作相關機器人完成任務，從而激發(fā)學生學習熱情，促進科學精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本專題共設置四個實踐項目，即簡易機器人組裝調試、工業(yè)機器人仿真操作、無人機航拍、服務機器人配置。在教學實施時，可根據(jù)不同專業(yè)方向選擇具體教學項目，每個項目的內容要求簡要描述如下。1.簡易機器人組裝調試：了解簡易機器人的相關知識，掌握簡易機器人的構成部件，能設計和組裝簡易機器人，能夠通過程序控制機器人的運動。2.工業(yè)機器人仿真操作：了解工業(yè)機器人的應用和發(fā)展前景，了解工業(yè)機器人的特點和分類，會利用仿真軟件對工業(yè)機器人進行簡單操作。3.無人機航拍：能正確安裝無人機螺旋槳和電機槳座，能根據(jù)拍攝內容規(guī)劃航拍路線并駕駛無人機進行拍攝，對視頻進行后期編輯。4.服務機器人配置：了解服務機器人運行原理，能正確安裝、配置及調試服務機器人；了解智能在線客服機器人的工作原理，能簡單搭建智能客服機器人。

項目2工業(yè)機器人仿真操作工業(yè)機器人仿真操作教學設計一、教學目標素質目標：培養(yǎng)學生嚴慎細實的職業(yè)素養(yǎng)，提升集體意識和團隊合作意識。知識目標：了解工業(yè)機器人的概念、分類，會利用仿真軟件對工業(yè)機器人進行簡單操作。能力目標：會使用仿真軟件對工業(yè)機器人進行簡單操作。二、教學重難點教學重點：了解工業(yè)機器人的應用。教學難點：能操作仿真軟件對工業(yè)機器人進行操作。三、課時安排2課時四、教學策略教法：項目教學法、任務驅動法、講授法、演示法學法：自主探究學習法、討論法、小組合作學習法教學資源：多媒體教學設備、理實一體化機房、信息化教學平臺、配套教學課件教學過程教學環(huán)節(jié)教學設計設計意圖課前學習1.學習教師布置的課前學習任務。2.查閱資料，了解工業(yè)機器人相關知識。培養(yǎng)學生自主學習能力任務導入創(chuàng)設情況，任務引入：小小觀看了中央電視臺的紀錄片——大國重器，對里面擁有核心自主智能產(chǎn)權的工業(yè)機器人印象深刻，很想親自操作工業(yè)機器人，但條件有限，通過多方了解可以使用機器人仿真軟件進行體驗。通過播放工業(yè)機器人的視頻，了解我國工業(yè)機器人的發(fā)展，激發(fā)學生的學習興趣，引入學習任務。任務準備1.工業(yè)機器人引導學生認識工業(yè)機器人：工業(yè)機器人即面向工業(yè)領域的機器人，它是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的自動化裝備，是智能制造業(yè)最具代表性的裝備，它被廣泛應用于電子、物流、化工等各個工業(yè)領域之中。圖示講解：圖8-2-1工業(yè)機器人（1）碼垛機器人教師引導學生了解碼垛機器人應用：碼垛機器人適用于箱裝、袋裝、桶裝等物料的碼垛和搬運，廣泛應用于飲料、瓶裝水、面粉、化肥和水泥等產(chǎn)品的生產(chǎn)。它一方面可以改善工人的勞動條件，使工人從高強度的體力勞動中解脫出來；另一方面，一臺碼垛機器人至少可以代替3~4個工人的工作量，大大削減了人工成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)力。圖示講解：圖8-2-2碼垛機器人應用（2）焊接機器人教師引導學生了解焊接機器人應用：焊接機器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機器人，它響應時間短，動作迅速，工作效率遠遠高于手工焊接，同時還能減少焊接對工人的傷害。焊接機器人在焊接難度、焊接數(shù)量、焊接質量等方面有著人工焊接無法比擬的優(yōu)勢。圖示講解：圖8-2-3焊接機器人應用（3）裝配機器人教師引導學生了解裝配機器人應用：在工業(yè)生產(chǎn)中，零件的裝配是一件工程量極大的工作，需要大量的勞動力，人力裝配出錯率高、效率低，因而逐漸被工業(yè)機器人代替。裝配機器人具有精度高、靈活性大、工作范圍小、耐用程度高等特點，廣泛應用于汽車及其部件、電器制造、玩具、機電產(chǎn)品等的裝配。圖示講解：圖8-2-4裝配機器人應用2.工業(yè)機器人仿真軟件教師引導學生從多個層面了解仿真軟件的應用：工業(yè)機器人仿真軟件可以在制造單機和生產(chǎn)線產(chǎn)品之前模擬出實物，這不僅可以縮短生產(chǎn)的工期，還可以避免不必要的返工。（1）工業(yè)機器人示教教師引導學生了解工業(yè)機器人示教流程：使用工業(yè)機器人完成工作任務，需經(jīng)過5個工作環(huán)節(jié)，包括工藝分析、運動規(guī)劃、示教前準備、示教編程、程序測試等。圖示講解：圖8-2-5工業(yè)機器人示教流程（2）工業(yè)機器人坐標系教師引導學生了解工業(yè)機器人坐標系：使工業(yè)機器人坐標系是為確定機器人的位置和姿態(tài)而在機器人或空間上進行的位置指標系統(tǒng)，坐標系包含世界坐標系、基坐標系、工具坐標系、工件坐標系、關節(jié)坐標系。圖示講解：圖8-2-6工業(yè)機器人坐標系（3）工具中心點教師引導學生了解工具中心點：初始狀態(tài)的工具中心點是工具坐標系的原點。為完成各種作業(yè)任務，需要在工業(yè)機器人末端安裝各種不同的工具，如噴槍、抓手、焊槍等，這些工具的形狀、大小各不相同，在更換或調整之后，機器人的實際工作點相對于機器人末端的位置會發(fā)生變化。（4）工業(yè)機器人運動軸教師引導學生了解工業(yè)機器人運動軸：機器人運動軸是指操作本體的軸，形式從一軸到六軸均有。圖表比較：表8-2-1所示為常見工業(yè)機器人運動軸圖示并舉例了解工業(yè)機器人。圖示并結合企業(yè)生產(chǎn)，了解碼垛機器人的應用。圖示并結合企業(yè)生產(chǎn)，了解焊接機器人的應用。圖示并結合企業(yè)生產(chǎn)，了解裝配機器人的應用。圖示講解讓學生了解工業(yè)機器人的示教流程。圖示講解讓學生了解工業(yè)機器人的坐標系。圖示講解讓學生了解工具中心點。圖示講解讓學生了解工業(yè)機器人運動軸。任務實施小組合作方式按照擬定的任務線路實施任務。1.下載安裝仿真軟件2.導入機器人3.選擇工具（夾具）4.操作機器人小組合作訓練培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，通過體驗式仿真操作，讓學生體會用仿真軟件操作工業(yè)機器人。任務分享1：各工作團隊展示交流項目，談談自己的心得體會，并選派代表分享交流。2：由學生代表與指導教師組成項目評審組，各工作團隊制作匯報材料并進行